河南省腫瘤醫(yī)院   張恒 齊曉壘 

【摘  要】針對醫(yī)院10#病房樓智能照明系統(tǒng)已使用10年之久，期間沒有進行過任何維保及升級改造，且大部分公共照明區(qū)域未接入到系統(tǒng)統(tǒng)一控制，現(xiàn)有智能化照明系統(tǒng)控制模式單一，不能實現(xiàn)多個時間段的分段控制，造成不必要資源浪費，為了推進醫(yī)院精細化管理及節(jié)能降耗順利實施，對10#病房樓智能照明升級改造。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能減排  智能舒適  操作便利  提高醫(yī)護工作效率、增強病人就醫(yī)體驗

隨著人們生活水平和安全意識的提高，現(xiàn)代化醫(yī)院對照明系統(tǒng)的要求越來越高。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)在節(jié)能環(huán)保、舒適性、操作便利等方面已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化醫(yī)院管理的需求。因此，智能照明系統(tǒng)作為一種新型照明技術(shù)，其在醫(yī)院應(yīng)用中越來越受到重視。

本文旨在對某醫(yī)院病房樓智能照明系統(tǒng)改造項目進行案例分析和總結(jié)。通過實地勘察和數(shù)據(jù)調(diào)查，設(shè)計并實施了一種基于KNX的智能照明系統(tǒng)，以期提高醫(yī)院照明系統(tǒng)的能效性和便利性，為醫(yī)院節(jié)能減排、提高醫(yī)護工作效率、增強病人就醫(yī)體驗提供支持。

本文研究目標是：介紹智能照明系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)，探討智能照明系統(tǒng)在醫(yī)院應(yīng)用中的重要性和優(yōu)勢；描述智能照明系統(tǒng)升級改造項目的方案設(shè)計，包括設(shè)計原則、系統(tǒng)架構(gòu)、主要功能；通過實際案例對智能照明系統(tǒng)的實施過程和改造效果進行分析和總結(jié)。

本文主要內(nèi)容包括：項目介紹、方案設(shè)計、實施過程與結(jié)果分析和結(jié)論部分。其中，項目介紹部分將進一步擴展說明現(xiàn)代化醫(yī)院對照明系統(tǒng)的要求和傳統(tǒng)照明系統(tǒng)存在的問題；方案設(shè)計部分將詳細介紹智能照明系統(tǒng)的技術(shù)原理和設(shè)計方案；實施過程與結(jié)果分析部分將通過實際案例對智能照明系統(tǒng)的實施過程和改造效果進行詳細的數(shù)據(jù)分析和總結(jié)。最后，結(jié)論部分將指出本次研究的貢獻和局限性，并展望未來智能照明系統(tǒng)在醫(yī)院應(yīng)用中的發(fā)展前景。

2.1、項目基本情況

某醫(yī)院病房樓智能照明系統(tǒng)升級改造項目，總建筑面積113514平方米。其中地下2層，地上24層，每層燈光回路60余路，總燈光回路1600余路，燈光回路多，功能區(qū)分布散。現(xiàn)對本病房樓的公共區(qū)域內(nèi)的智能照明系統(tǒng)進行改造。包括對智能照明系統(tǒng)，系統(tǒng)供電，管線敷設(shè)等主要工程內(nèi)容。

2.2、現(xiàn)存問題

該醫(yī)院智能照明系統(tǒng)升級改造項目是針對原有智能照明系統(tǒng)進行升級改造的工程，原有系統(tǒng)燈光回路多，功能區(qū)分布散。建造時間早，系統(tǒng)老化嚴重經(jīng)常出現(xiàn)故障，需要人員現(xiàn)場手動開關(guān)燈具，且早期功能不夠完善，系統(tǒng)控制邏輯和控制策略也不能滿足醫(yī)院精細化管理的要求，給醫(yī)院的使用帶來了極大的不變，給醫(yī)院管理帶來很多麻煩。

原有醫(yī)院病房樓照明系統(tǒng)采用定時控制模式，但只提供了一個定時功能，定時時間不可調(diào)整。此外，遠程控制燈具只能進行單燈控制，不能按病區(qū)劃分進行控制，也無法使用場景模式進行控制。

這種定時控制方式受限于時間和場景，很難滿足醫(yī)院管理和病人需求的多樣性，導(dǎo)致能源利用效率低下和操作不便等問題。加之遠程控制的單燈控制方式無法滿足多個燈具協(xié)同控制的需求，整體控制效果欠佳。

且原有系統(tǒng)整體采用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)控制前端智能模塊來控制照明燈具的開閉。然而，因為長時間無廠家維護，網(wǎng)絡(luò)傳輸不穩(wěn)定，在斷網(wǎng)狀態(tài)下只能通過樓層照明電井內(nèi)的控制設(shè)備來操作公共區(qū)域的照明燈具，給醫(yī)院使用帶來了極大的不便，同時也浪費了大量人力和物力資源。

此外，原有系統(tǒng)未考慮到冗余性問題。隨著時間的推移，醫(yī)院需要納入控制的燈回路數(shù)量越來越多，但是原有系統(tǒng)已經(jīng)不能承載新增的回路。加之舊有的控制模塊有損壞或缺乏售后維保，導(dǎo)致增加的照明燈回路控制只能通過新增的空開控制。當前的控制方式比較單一，只能通過手動模塊控制和原有系統(tǒng)控制，不能滿足多場景需求。

以上是當前醫(yī)院病房樓照明系統(tǒng)的現(xiàn)狀及存在的問題概述。針對這些問題，本文將提出智能照明系統(tǒng)升級改造項目的方案設(shè)計。

3.1、設(shè)計范圍

本次智能照明改造設(shè)計范圍包括以下區(qū)域：

一層公共大堂

每層的各類公共區(qū)域走廊

每層的電梯前室及電梯前室至步梯處

地下一層與地下二層車庫

3.2、設(shè)計思路

為確保系統(tǒng)穩(wěn)定性，我們選用國標主流協(xié)議，并采用獨立的系統(tǒng)架構(gòu)，不依賴于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以減少網(wǎng)絡(luò)對于系統(tǒng)的影響。同時，我們還根據(jù)不同區(qū)域的燈光需求進行精細化分類和自動化管理，使得對于不同場景能夠快速響應(yīng)和智能調(diào)節(jié)。

我們還優(yōu)化了系統(tǒng)管理軟件界面，使其易用且功能齊全。

3.3、設(shè)計方案

基于KNX智能照明系統(tǒng)的升級改造項目方案被選中作為本次改造的主要方案。新系統(tǒng)具有以下主要功能：

智能化控制：通過多種方式對燈具進行智能控制，實現(xiàn)對不同場景的快速響應(yīng)和智能調(diào)節(jié)，以達到最優(yōu)的舒適度和能源利用效率平衡。

多種控制方式：支持多種控制方式，包括定時控制、手動控制、遠程遙控、自動控制等。

靈活的擴展性：系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu)，可以按需進行系統(tǒng)的擴展，便于未來的升級維護。

多樣化的場景模式：系統(tǒng)支持多種場景模式的設(shè)置，如日常模式、會議模式、清潔模式等，且能夠快速切換，方便醫(yī)院的管理。

能源節(jié)約：系統(tǒng)采用了照明節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)對燈具的精準控制和能源利用優(yōu)化，有效降低能源消耗和運營成本。

以上新智能照明系統(tǒng)將為醫(yī)院提供更加高效、舒適、可持續(xù)的照明服務(wù)，有助于提高醫(yī)院的管理水平和社會效益。

3.4、需求調(diào)研和分析

首先進行了需求調(diào)研和分析。通過與不同科室使用人員的溝通, 確定了照明系統(tǒng)的應(yīng)用場景、目標和要求，包括照明質(zhì)量、能源利用效率、靈活性等方面。同時，還要兼顧到到醫(yī)院的規(guī)劃和布局，設(shè)計了適合環(huán)境的智能化控制方案。

3.5、方案設(shè)計與優(yōu)化

在需求調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，首先進行了方案設(shè)計，并多次進行了優(yōu)化和調(diào)整。采用了多層次結(jié)構(gòu)，包括控制中心、通信網(wǎng)絡(luò)和前端設(shè)備等不同層次的模塊。通過控制中心、通信網(wǎng)絡(luò)和前端設(shè)備之間的鏈接和互動，實現(xiàn)了對不同區(qū)域和場景的智能化控制。

為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，我們選用了KNX總線架構(gòu)，采用標準的KNX線纜進行物理連接。每個燈具都有自己的供電電源，這些電源在電位上是相互隔離的，這樣一條線路上發(fā)生的故障不會影響其他線路，確保整個系統(tǒng)的高度穩(wěn)定性。

3.5.1、系統(tǒng)架構(gòu)

在系統(tǒng)架構(gòu)方面，新系統(tǒng)采用多層次的結(jié)構(gòu)，包括控制中心、通信網(wǎng)絡(luò)、前端設(shè)備等不同層次的模塊。其中，控制中心負責(zé)對整個系統(tǒng)的監(jiān)控和控制，通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)各個模塊之間的信息傳輸，前端設(shè)備則負責(zé)具體的燈具控制。

智能照明控制系統(tǒng)由二級構(gòu)成,全部使用KNX系統(tǒng)架構(gòu)，不依賴現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

第一級為管理中心：智能照明系統(tǒng)主機放置在負一層的控制室內(nèi)，管理層之間支持以TCP/IP為基本通訊協(xié)議。

第二級為KNX現(xiàn)場總線，通過安裝在本地配電箱內(nèi)的智能照明模塊，直接對照明回路照明啟?？刂?。

系統(tǒng)架構(gòu)：

系統(tǒng)采用開閉方式的控制模式， 即是通過控制智能模塊切斷或者閉合燈光的供電回路，來達到燈光使用的控制效果，如室外光線較強，控制系統(tǒng)會切斷一部分回路，室內(nèi)照明滿足相關(guān)使用要求同時也能降低能耗。

3.5.2、照明控制方式

在手動控制方面，病房樓一層大廳服務(wù)臺和各樓層的護士站處設(shè)置了可編程控制面板，以方便管理人員和現(xiàn)場人員對相關(guān)公共區(qū)域的燈光支路進行開啟、關(guān)閉等控制操作。

在感應(yīng)自動控制方面，在一層大廳、電梯前室等區(qū)域設(shè)置了照度感應(yīng)器，通過其對室外光線的感應(yīng)強弱，實現(xiàn)了相關(guān)區(qū)域燈光的自動開關(guān)控制。

在時間自動控制方面，根據(jù)不同區(qū)域的不同需求進行時間自動控制，以適應(yīng)不同場景下的需要。

最后，在電腦遠程控制方面，控制室內(nèi)實現(xiàn)了電腦遠程控制，使得系統(tǒng)的管理更加捷。

3.6、系統(tǒng)維護和管理

為確保新智能照明系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行，醫(yī)院定期對系統(tǒng)進行巡檢和維護，并指定專人負責(zé)系統(tǒng)的日常管理工作，包括設(shè)備維護、故障排除、數(shù)據(jù)備份等。同時，我們也建議醫(yī)院在使用過程中注意節(jié)約能源，根據(jù)實際情況適當?shù)卣{(diào)整系統(tǒng)的控制方式，以達到節(jié)能減排的目的。

在系統(tǒng)運行中，如遇到故障或異常情況，應(yīng)及時聯(lián)系專業(yè)技術(shù)人員進行維修和處理，以確保系統(tǒng)的正常運行。

總之，新智能照明系統(tǒng)的成功投入使用，不僅為醫(yī)院帶來了更加優(yōu)美、舒適的照明環(huán)境，同時也實現(xiàn)了對能源的節(jié)約和有效管理，具有重要的社會和經(jīng)濟價值。我們相信，在醫(yī)院的關(guān)心和支持下，新系統(tǒng)將會更好地發(fā)揮出其應(yīng)有的作用，為醫(yī)院和患者提供更加安全、便捷和高效的服務(wù)。

新智能照明系統(tǒng)在照明質(zhì)量、能源利用效率和靈活性等方面取得了顯著的改善和提升，并大大降低了醫(yī)院的能耗和維護成本。

3.7、照明質(zhì)量

新智能照明系統(tǒng)可以根據(jù)不同場景和需求進行智能化控制，保證了醫(yī)院各個區(qū)域的照明質(zhì)量。同時，感應(yīng)自動控制的設(shè)置也使得系統(tǒng)能夠更加智能地適應(yīng)不同的環(huán)境變化，智能調(diào)節(jié)燈光效果。

3.8、多種智能控制方式帶來的高能源利用效率

新智能照明系統(tǒng)采用了KNX總線架構(gòu)和多種智能化控制方式，使得系統(tǒng)能夠更加靈活地對不同區(qū)域進行控制，最大限度地節(jié)約了電力資源的使用。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，新系統(tǒng)運行后，醫(yī)院照明用電量預(yù)計下降20%以上，為醫(yī)院節(jié)省了能源開支。

3.9、靈活性

新智能照明系統(tǒng)采用了多層次結(jié)構(gòu)和各種智能化控制方式，可以根據(jù)不同場景和需求進行智能化控制，實現(xiàn)了對燈光的精細調(diào)整，同時也提高了系統(tǒng)的靈活性和可操作性。通過手動控制、感應(yīng)自動控制、時間自動控制及電腦遠程控制等方式。

4.1、總結(jié)

某醫(yī)院病房樓智能照明系統(tǒng)改造的設(shè)計范圍包括一層公共大堂、每層的各類公共區(qū)域走廊、每層的電梯前室及電梯前室至步梯處、地下一層與地下二層車庫。在設(shè)計思路上，我們選用了國標主流協(xié)議，并采用獨立的系統(tǒng)架構(gòu)，不依賴于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定性。同時，根據(jù)不同區(qū)域的燈光需求進行精細化分類和自動化管理，使得對于不同場景能夠快速響應(yīng)和智能調(diào)節(jié)。在設(shè)計方案上，我們選擇了基于KNX智能照明系統(tǒng)的升級改造項目方案作為本次改造的主要方案，新系統(tǒng)具有智能化控制、多種控制方式、靈活的擴展性、多樣化的場景模式和能源節(jié)約等特點，將為醫(yī)院提供更加高效、舒適、可持續(xù)的照明服務(wù)。

4.2、展望

隨著科技的不斷進步和發(fā)展，智能化照明系統(tǒng)將會越來越成熟和普及，未來的醫(yī)院照明系統(tǒng)將會更加智能、高效、節(jié)能、環(huán)保。我們可以進一步探索和研究如何將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)院照明系統(tǒng)中，實現(xiàn)更加智能化的管理和控制。同時，我們也需要關(guān)注照明系統(tǒng)的安全性和可靠性，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的安全性。我們相信，在不斷的創(chuàng)新和發(fā)展中，智能化照明系統(tǒng)將會為醫(yī)院提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，為社會健康事業(yè)做出更大的貢獻。